YOGYAKARTA AIR BORNE QUALITY BASED ON THE LEAD PARTICULATE CONCENTRATION | Abidin | Indonesian Journal of Chemistry 21510 40596 1 PB
Indo. J. Chem., 2009, 9 (3), 425 - 431
425
YOGYAKARTA AIR BORNE QUALITY BASED ON THE LEAD PARTICULATE
CONCENTRATION
Kualitas Udara Kota Yogyakarta Ditinjau dari Kadar Partikulat Timah Hitam (Pb)
Zaenal Abidin1.* and Sunardi2
1
2
Polytechnic Institute of Nuclear Technology, Babarsari St. PoBox 6101 YKBB Yogyakarta 55281 Indonesia
Centre for Accelerator and Material Process Technology, Babarsari St. Babarsari St. PoBox 6101 YKBB Yogyakarta 55281
Indonesia
Received December 18, 2008; Accepted October 10, 2009
ABSTRACT
Analysis of Yogyakarta air quality based on concentration of lead particulate using Fast Neutron Activation
Analysis (FNAA) method has been done. The sample was taken 3 times in 16 strategic locations of Yogyakarta city
using Hi-Vol air sampler that equipped with cellulose filter TFA 2133. The sample irradiated for 30 min with 14 MeV
fast neutron and then counted using gamma spectroscopy (AccuSpec). The result indicated that concentration of
Pb-208 along Diponegoro street up to Janti street respectively are minimally (0.689 – 0.775) μg/m3, and maximally:
(1.598 – 1.785) μg/m3. According to DIY governor decree No. 153/2002 about the limited toxicity ambient on
Yogyakarta area it is concentration that Pb. The concentration of Pb-208 are still below the permitted value of
2 μg/m3, but in certain areas, the Pb concentration is almost equal to upper limit of permitted concentration of Pb.
Keywords: air borne, neutron generator, FNAA
PENDAHULUAN
Udara mempunyai arti yang sangat penting dalam
kehidupan makhluk hidup, karena udara merupakan
sumber daya alam yang harus dilindungi untuk
kehidupan manusia dan makhluk hidup lainnya.
Pencemaran udara diartikan dengan turunnya kualitas
udara atau udara telah mengalami penurunan mutu
dalam penggunaannya yang akhirnya tidak dapat
digunakan lagi sebagaimana mestinya. Pencemaran
udara selalu terkait dengan kendaraan bermotor dan
kegiatan industri, selain akibat aktivitas manusia,
alampun dapat merupakan sumber pencemar tersendiri,
misalnya akibat meletusnya gunung berapi, debu tanah
yang terbang tertiup angin dan lain sebagainya.
Dengan
pesatnya
perkembangan
ilmu
pengetahuan dan teknologi, yang berlanjut dengan
berkembangnya industri yang menghasilkan limbah dan
dibuang ke lingkungan, maka kebutuhan akan
perlindungan dan pemeliharaan lingkungan hidup yang
sehat dan aman perlu mendapatkan perhatian. Sejalan
dengan itu kebutuhan akan sarana transportasi juga
akan meningkat, terbukti berbagai jenis kendaraan
setiap hari lalu lalang memadati ruas jalan tertentu. Hal
ini dikhawatirkan dapat menurunkan tingkat kualitas
udara atau berdampak pada tercemarnya udara.
Pencemaran udara di kota Yogyakarta sudah
menjadi permasalahan yang pelik saat ini, yang perlu
penanganan secara intensif. Pada daerah perkotaan,
* Corresponding author.
Email address : zaenala6@gmail.com
Zaenal Abidin and Sunardi
sektor transportasi dan industri mempunyai andil yang
besar pada pencemaran udara, karena 70%
pencemaran berasal dari asap kendaraan bermotor.
Peningkatan volume kendaraan tidak sebanding
dengan panjang atau penambahan jalan baru.
Kemudian muncul persoalan kemacetan, tidak
teraturnya lalu lintas dan polusi udara yang lebih
banyak disebabkan oleh timbal yang berasal dari asap
kendaraan bermotor, dan ini terjadi di kota Yogyakarta.
Pertumbuhan kendaraan bermotor dapat diketahui
dengan meningkatnya volume kendaraan yang
melintas di jalan-jalan dalam kota Yogyakarta, tidak
hanya kendaraan roda empat yang jumlahnya semakin
hari semakin meningkat tetapi angka terbesar ditempati
oleh kendaraan roda dua. Banyaknya kendaraan roda
dua salah satunya disebabkan oleh kehadiran para
pendatang, baik untuk niaga maupun menuntut ilmu
[1].
Menurut
Peraturan
Pemerintah
Republik
Indonesia nomor 41 tahun 1999 tentang pengendalian
pencemaran udara dan dengan Keputusan Gubernur
DIY nomor 253 tahun 2002 tentang baku mutu udara
ambien di daerah propinsi DIY, bahwa udara sebagai
sumber daya alam yang mempengaruhi kehidupan
manusia serta makhluk hidup lainnya harus dijaga dan
dipelihara kelestariannya dan dijamin mutunya, maka
diperlukan usaha untuk memelihara udara, menjaga
dan menjamin mutu udara melalui pengendalian
426
Indo. J. Chem., 2009, 9 (3), 425 - 431
pencemaran udara dengan tujuan terpeliharanya
kualitas udara ambien.
Polusi udara adalah masuknya zat, energi, atau
benda ke dalam lingkungan udara atau atmosfer
sehingga atmosfer tidak dapat berfungsi sebagaimana
mestinya. Udara itu penting untuk pernapasan dan
metabolisme tubuh manusia, hewan dan tumbuhan.
Kalau udara tercemar polutan, maka fungsi-fungsi udara
tidak berjalan sebagaimana peruntukannya.
Asap kendaraan bermotor mengandung timah
hitam (Pb) yang akan mencemari lingkungan udara,
sehingga udara yang tercemar tersebut akan dihirup
manusia [2]. Padahal timah hitam (Pb) sangat
membahayakan kesehatan manusia, misalnya akan
gangguan pada sistem pembentukan sel-sel darah,
dapat memperpendek umur sel darah merah,
menyebabkan anemia, bahkan dapat mengakibatkan
penurunan kualitas inteligensia pada anak-anak. Logam
pencemar timah hitam bisa terakumulasi dalam tubuh,
menyerang organ-organ penting, bahkan bisa merusak
kualitas keturunan.
Sehubungan dengan kekhawatiran akan terjadinya
penurunan kualitas udara di Yogyakarta beserta dampak
negatifnya bagi makhluk hidup, perlu ada langkah nyata
untuk melakukan pemantauan kualitas udara secara
intensif dan terpadu khususnya pemantauan unsur Pb.
Selanjutnya dari hasil pemantauan dapat dipakai
sebagai masukan dan langkah tindakan lebih lanjut
dalam mengambil kebijakan pengelolaan lingkungan
khususnya pengendalian pencemaran lingkungan udara.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kualitas
udara sebagian kota Yogyakarta ditinjau dari kadar
partikulat timah hitamnya, dengan metode analisis
aktivasi neutron cepat (AANC). Metode ini memiliki
selektivitas, sensitivitas dan keakuratan yang tinggi
sampai skala nanogram, tidak merusak bahan, dapat
melacak beberapa isotop dalam waktu yang bersamaan,
penyiapan cuplikan mudah dan cepat. Data penelitian
yang diperoleh diharapkan bisa sebagai acuan yang
berwenang untuk menetapkan kebijakan pengelolaan
mutu lingkungan.
METODE PENELITIAN
Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah
cuplikan udara yang diambil dari 16 tempat di kota
Yogyakarta, filter selulosa TFA 233, sumber radioaktif
standar Co-60, Cs-137, Eu-152.
Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah
unit generator neutron SAMES J-25 untuk aktivasi
Zaenal Abidin and Sunardi
Gambar 1. Skema langkah-langkah penelitian
neutron,
PC/AT
dan
AccuSpec,
perangkat
spektrometer gamma dengan detektor HPGe, dan alat
penyedot partikulat udara Hi-vol sampler (Staplex).
Proses penelitian secara lengkap diberikan pada
Gambar 1.
Prosedur Kerja
Pengambilan cuplikan
Cuplikan udara dari beberapa lokasi sampling
disedot dengan alat penyedot Hi-Vol air sampler
(Staplex) yang dilengkapi dengan filter selulosa TFA
2133 selama 15 menit. Pengambilan cuplikan
dilakukan sebanyak 3 kali pada bulan Maret, April dan
Mei tahun 2007 dengan memperhatikan debit pompa,
keadaan cuaca serta lokasi pencuplikan. Gambar 2
dan Tabel 1 memperlihatkan lokasi pengambilan
cuplikan di wilayah kota Yogyakarta. Cuplikan udara
yang berupa filter selulosa dimasukkan dalam wadah
plastik dan diberi label sesuai dengan lokasi
pencuplikan, sedangkan filter blanko langsung
dimasukkan dalam kantong plastik dan diberi kode.
Iradiasi dan Pencacahan cuplikan
Masing-masing cuplikan diiradiasi dengan
neutron cepat 14 MeV menggunakan generator
neutron selama 30 menit dengan arus deutron 900 μA,
tegangan operasi generator neutron sebesar 110 kV.
Kemudian dilakukan pencacahan dengan alat
spektrometer gamma (AccuSpec) yang dilengkapi
dengan detektor HPGe.
Identifikasi unsur Pb
Unsur Pb dapat dianalisis dengan aktivasi
neutron cepat dengan batas deteksi unsur Pb sekitar
5 μg [3]. Hasil cuplikan udara yang tersaring dalam
filter diiradiasi dengan neutron cepat selama 30 menit
menggunakan generator neutron. Analisis kualitatif
dapat diperoleh dengan melakukan identifikasi nomor
salur atau energi spektrum radiasi yang dipancarkan
oleh cuplikan, sedangkan analisis kuantitatif dengan
menghitung jumlah cacah atau luas spektrumnya.
Jumlah cacah yang diperoleh dari alat spektrometri
gamma adalah [3-4]
mNA ϕσεY
(1)
C=
a
(1 − e−λta )e−λtd (1 − e−λtc )
BA
λ
Untuk menghitung massa unsur dalam cuplikan maka
persamaan (1) dapat diubah sebagai berikut:
Indo. J. Chem., 2009, 9 (3), 425 - 431
427
Tabel 1. Kode dan tempat pengambilan cuplikan udara di sebagian kota Yogyakarta:
Kode
Cuplikan
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Lokasi sampling
Kordinat
Jalan Diponegoro (barat Gramedia)
Jalan Tentara Pelajar (depan BPD)
Jalan P. Mangkubumi (depan PLN)
Jalan Malioboro (depan Dinas Pariwisata)
Jalan K.H.A. Dahlan (pertigaan PKU)
Jalan A. Yani (depan pasar Beringharjo)
Jalan Solo (perempatan IAIN)
Jalan Kusumanegara (depan UST)
Jalan Ipda Tut Harsono (depan STTNAS)
Jalan Urip Sumoharjo (perempatan Demangan)
Simpang empat Pingit
Simpang empat Gedong Kuning
Simpang empat Mirota Kampus
Simpang empat Gondomanan
Jalan Magelang depan TVRI
Simpang empat Janti
7o46’59.21”S; 110o22’28.13”E
7o47’ 6.71”S; 110o21’38.03”E
o
o
7 47’15.78”S; 110 21’59.45”E
o
7 47’43.04”S; 110o21’56.16”E
o
o
7 48’ 4.43”S; 110 21’43.49”E
o
7 47’56.46”S; 110o21’54.42”E
o
o
7 46’59.00”S; 110 23’42.33”E
7o48’ 7.07”S; 110o23’18.83”E
o
o
7 47’19.02”S; 110 22’25.75”E
o
7 46’59.32”S; 110o23’15.23”E
o
o
7 46’58.80”S; 110 21’38.31”E
o
7 48’ 9.14”S; 110o24’6.88”E
o
o
7 46’33.68”S; 110 22’28.22”E
o
o
7 48’ 5.95”S; 110 22’8.14”E
o
o
7 45’50.79”S; 110 21’42.25”E
o
o
7 46’59.54”S; 110 24’38.66”E
unsur Pb-208 adalah 583 keV dengan reaksi Pb-208
(n,p) Tl-208, dengan waktu paro isotop 3,05 menit,
kelimpahan isotop 52,4%, yield gamma 86%. Dengan
mempertimbangkan energi isotop, tampang lintang
reaksi, waktu paruh isotop, dan kelimpahan isotop
maka pada tiap-tiap puncak energi dapat ditentukan
unsurnya.
Untuk menghitung kadar cuplikan dengan metode
absolut, maka data nuklir seperti abundan (a), tampang
lintang aktivasi (σ), yield gamma (Y), tetapan peluruhan
isotop (λ), berat atom (BA) harus diketahui. Fluks
neutron dihitung dengan persamaan (1) yang dapat
diubah menjadi:
ϕ=
⎡
C λ BA ⎢
NAσ ε maY ⎢ 1 − e−λ tr
⎢⎣
(
1
)(e )(1− e )
−λtd
−λtc
⎤
⎥
⎥
⎥⎦
(3)
Untuk menghitung massa unsur dalam cuplikan dihitung
dengan persamaan:
C BA ln2
1
×
(4)
m=
t
−
λ
−
NA a ϕ σ ε Y T 1
1− e a e λ td 1 − e − λ tc
Gambar 2. Peta lokasi pencuplikan kota Yogyakarta
m=
C BA λ
x
N A aϕ σ εY 1 − e − λ ta
(
1
)(e )(1 − e )
− λ td
− λ tc
(2)
dengan φ = fluks neutron; σ = tampang lintang reaksi;
λ = tetapan peluruhan; ta = waktu yang diperlukan untuk
iradiasi; td = waktu tunda (coolling time); tc = waktu yang
diperlukan untuk pencacahan; m = massa cuplikan;
a = kelimpahan relatif isotop cuplikan: Y = yield gama;
NA = bilangan Avogadro; BA = berat atom unsur cuplikan
Hasil pencacahan pada alat spektrometri gamma
diamati energi pada puncak spektrum bentukan dari Pb208, energi isotop hasil interaksi neutron cepat dengan
Zaenal Abidin and Sunardi
2
(
)
(
)
Masa hasil perhitungan dibandingkan dengan volume
total yang terambil alat air sampler, sehingga diperoleh
nilai kadar unsur dalam cuplikan.
Kalibrasi spektrometri gamma
Sebelum dilakukan pencacahan, maka perlu
dilakukan terlebih dahulu kalibrasi energi dan kalibrasi
efisiensi pada alat spektrometri gamma (AccuSpec).
Kalibrasi energi ini dilakukan dengan tujuan agar dalam
pencacahan cuplikan diperoleh hubungan antara
nomor salur (kanal) yang bersesuaian dengan energi
isotop dalam cuplikan.
428
Indo. J. Chem., 2009, 9 (3), 425 - 431
Tabel 2. Konsentrasi unsur Pb dalam partikulat udara kota
Yogyakarta
Kode lokasi
Kadar unsur Pb (μg/m3)
sampling
I
II
III
1
0,897 ± 0,076 1,065 ± 0,086 1,193 ± 0,085
2
0,689 ± 0,049 0,673 ± 0,048 0,775 ± 0,045
0,917 ± 0,078 1,171 ± 0,097 1,104 ± 0,0791
3
4
1,143 ± 0,084 1,115 ± 0,099 1,210 ± 0,0847
1,012 ± 0,079 1,230 ± 0,094 1,586 ± 0,143
5
6
1,236 ± 0,094 1,697 ± 0,143 1,579 ± 0,148
7
0,963 ± 0,077 1,684 ± 0,143 1,805 ± 0,132
8
0,897 ± 0,071 1,421 ± 0,103 1,472 ± 0,126
9
0,820 ± 0,074 0,845 ± 0,069 0,789 ± 0,066
10
1,003 ± 0,091 1,129 ± 0,088 1,214 ± 0,094
11
1,665 ± 0,102 1,598 ± 0,174 1,785 ± 0,141
12
0,971 ± 0,086 1,214 ± 0,095 1,318 ± 0,096
13
1,190 ± 0,099 1,684 ± 0,125 1,744 ± 0,144
14
1,549 ± 0,119 1,191 ± 0,080 1,637 ± 0,121
15
0,986 ± 0,075 1,157 ± 0,083 1,534 ± 0,110
16
1,187 ± 0,091 1,575 ± 0,110 1,682 ± 0,013
Gambar 3. Hasil kalibrasi energi
Keterangan: I = pencuplikan tanggal 15 Maret 2007
II = pencuplikan tanggal 19 April 2007
III = pencuplikan tanggal 24 Mei 2007
Gambar 4. Hasil kalibrasi efisiensi
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kalibrasi spektrometri gamma
Dengan bantuan program (software) grecal yang
tersedia pada AccuSpec, maka dapat ditentukan
kalibrasi energi pada alat spektroskopi gamma. Gambar
3 adalah hasil kalibrasi energi menggunakan sumber
standar Ba-33, Co-60, Cs-137. Untuk menentukan Pb
dengan enegi 583 keV dicari nomor salurannya dari
menu AccuSpec. Kalibrasi efisiensi dilakukan dengan
menggunakan sumber standar Eu-152 seperti pada
Gambar 4, besar efisiensi pencacahan spektrometri
gamma Pb diambil pada energi 583 keV, sehingga
ketelitiannya terjaga.
Gambar 5. Konsentrasi unsur Pb dalam partikulat
udara kota Yogyakarta
Dengan data nuklir yang ada, diperoleh nilai fluks
neutron saat dilakukan untuk aktivasi cuplikan adalah
7
2
5,91.10 neutron/cm .detik.
Analisis cuplikan
Pengukuran fluks neutron
Dengan data nuklir yang termuat dalam literatur [5]
maka fluks neutron dari generator neutron maupun
masa unsur dalam cuplikan dapat dihitung. Fluks
neutron generator neutron dapat dihitung dengan
persamaan (1) yang dapat diubah menjadi:
(5)
C.BA ln2
1
ϕ=
.
mN aσ ε Y t1/2 ⎛⎜1− e−λ.t1/2 ⎞⎟ ⎛⎜ e−λ.t1/2 ⎞⎟ ⎛⎜1− e−λ.tc ⎞⎟
A
⎜
⎟⎜
⎟⎜
⎟
⎝
Zaenal Abidin and Sunardi
⎠⎝
⎠⎝
⎠
Pengambilan cuplikan udara kota Yogyakarta
dilakukan pada tanggal 15 Maret 2007, tanggal 19 April
dan 24 Mei 2007. Pada saat pencuplikan cuaca dalam
keadaan cerah dengan suhu udara berkisar antara
23-30 °C, kelembaban udara berkisar antara 58-95%,
dan kecepatan angin antara 0-15 knot. Untuk
parameter suhu udara, kelembaban, kecepatan angin
dan cuaca di semua lokasi sampling di sekitar daerah
Yogyakarta dalam kondisi normal bila dikaitkan dengan
kondisi geografis DIY [6].
Indo. J. Chem., 2009, 9 (3), 425 - 431
Data hasil analisis terhadap cuplikan partikulat
udara yang diaktivasi dengan neutron cepat 14 MeV
ditampilkan pada Tabel 2 dan Gambar 5.
Polusi udara bersumber dari kegiatan bergerak
maupun tidak bergerak, sumber bergerak yaitu berasal
dari kendaraan bermotor, sedang sumber tidak bergerak
seperti cerobong asap industri kecil, menengah, dan
besar, asap pembakaran sampah. Sumber polusi udara
terbanyak berasal dari sumber bergerak, yaitu alat
transportasi kendaraan bermotor yang menggunakan
bahan bakar bensin ataupun solar yang melepaskan Pb
ke udara yang berlangsung terus-menerus sepanjang
hari, sehingga kandungan Pb di udara akan
terakumulasi menjadi besar. Berdasarkan estimasi,
sekitar 80-90% Pb di udara ambien berasal dari
pembakaran bensin mengandung Pb [7].
Dari hasil 3 kali pemantauan pada 16 lokasi
sampling ternyata kandungan unsur Pb masih di bawah
baku mutu udara yang diijinkan. Namun demikian harus
diwaspadai karena di beberapa lokasi sampling seperti
depan pasar Beringharjo, jalan Solo batas kota,
perempatan Pingit, perempatan Mirota Kampus, masing3
3
masing antara (1,236-1697) μg/m , (0,963-1,805) μg/m ,
3
3
(1,598-1,785) μg/m , (1,190-1,744) μg/m , konsentrasi
unsur Pb ini hampir mendekati baku mutu udara yang
dipersyaratkan yaitu 2 μg/m3.
Emisi Pb ke dalam lapisan atmosfer dapat
berbentuk gas dan partikulat. Emisi Pb dalam bentuk
gas, terutama berasal dari buangan gas kendaraan
bermotor yang merupakan hasil samping dari
pembakaran yang terjadi dalam mesin kendaraan. Unsur
Pb hasil pembakaran bahan bakar ini berasal dari
senyawa tetrametil-Pb(TML) dan tetraetil-Pb(TEL) yang
selalu ditambahkan dalam bahan bakar kendaraan
bermotor dan berfungsi sebagai anti ketuk (anti-knock)
pada mesin kendaraan. Di samping itu, bahan bakar
kendaraan biasanya ditambahkan bahan scavenger,
yaitu etilendibromida (C2H4Br12) dan etilendiklorida
(C2H4Cl12). Bahan aditif yang biasa dimasukkan ke
dalam bahan bakar kendaraan bermotor pada umumnya
terdiri dari 62% TEL, 18% etilendiklorida, 18%
etilendibromida, dan sekitar 2% campuran tambahan
dari bahan lainnya. TEL dan TML adalah bahan organik,
tetapi setelah pembakaran di dalam mesin akan
diemisikan Pb inorganik ke udara berupa PbBrCl,
PbBrCl. 2 PbO dan sedikit TEL atau TML yang bersifat
akumulatif [8]. Tidak hilangnya Pb dalam pembakaran
pada mesin menyebabkan jumlah Pb yang terbuang ke
udara melalui asap buangan kendaraan bermotor
menjadi sangat tinggi [2]. Pada pembakaran bensin,
timbal akan tinggal di udara 20% sampai 50%.
Pada Tabel 2 terlihat kadar unsur Pb yang relatif
tinggi yaitu daerah pencuplikan jalan Solo (perempatan
IAIN) pada bulan April dan Mei 2007, perempatan Pingit
pada pencuplikan Maret, April, Mei 2007, Mirota Kampus
Zaenal Abidin and Sunardi
429
saat sampling bulan April dan Mei, serta daerah
perempatan Gondomanan, jalan Magelang depan
TVRI dan Perempatan Janti yang masing-masing
3
3
dengan konsentrasi 1,684 μg/m , 1,805 μg/m ,
3
3
3
3
1,665 μg/m , 1,598 μg/m , 1,785 μg/m , 1,684 μg/m ,
1,744 μg/m3, 1,637 μg/m3, 1,534 μg/m3 dan
1,682 μg/m3. Hal ini dimungkinkan karena pada daerah
ini lokasi pencuplikan di perempatan yang padat
kendaraan dari berbagai arah yang cenderung macet
serta pada daerah tersebut tidak ada pohon perindang
di tepi jalan. Di samping itu daerah tersebut banyak
pasar ataupun supermaket, pertokoan dan usaha lain
sehingga selalu dipadati oleh pengunjung yang
menggunakan kendaraan bermotor yang cenderung
macet sehingga asap kendaraan akan terakumulasi
besar dan pada derah ini. Menurut [9] bahwa pohon
perindang dapat menjerap unsur Pb, karena pohon
atau daun dapat mengurangi kecepatan angin yang
bertiup, sehingga partikulat Pb yang melayang di udara
akan terjerap oleh permukaan daun. Kadar unsur Pb
pada pencuplikan bulan Maret relatif rendah jika
dibanding bulan April atau Mei, hal ini dimungkinkan
karena pada bulan Maret masih ada hujan pada
daerah tertentu, sehingga partikulat yang melayang di
udara terbawa oleh air hujan ke lapisan tanah.
Di daerah Malioboro dan sekitar Pasar
Beringharjo kadar Pb juga cenderung meningkat dari
waktu ke waktu yaitu dengan kadar tertinggi
1,697 μg/m3 pada sampling bulan Mei 2007. Saat ini
Malioboro bisa dikatakan sebagai jantung keramaian
kota Yogyakarta, sehingga berbagai jenis kendaraan
akan lalu-lalang di jalan ini, hal ini akan menyebabkan
potensi pencemaran udara, dalam penelitian diperoleh
kadar yang tinggi walaupun belum melebihi batas
ambang yang diijinkan namun perlu diwaspadai karena
daerah ini padat kendaraan bermotor dan cenderung
macet, tidak ada pohon perindang sebagai penjerap
partuikulat Pb serta sisi kanan dan kiri gedung
bertingkat sehingga tiupan angin sedikit berkurang.
Kontributor pencemar lingkungan udara adalah
sumber bergerak yaitu kendaraan bermotor yang
mengemisikan gas buang melalui knalpot kendaraan.
Asap kendaraan bermotor dengan bahan bakar bensin
dapat mengemisikan unsur timah hitam sampai
3
sebesar 8,8 μg/m , menggambarkan bahwa kendaraan
bermotor memberikan sumbangan pencemar udara
timah hitam (Pb) dari asap kendaraan bermotor [10].
Hasil ini relatif kecil, namun dengan banyaknya
kendaraan bermotor yang lalu-lalang dengan jutaan
kilometer perjalanan, maka unsur Pb akan
terakumulasi menjadi besar [11].
Sektor transportasi merupakan kontributor dalam
pencemaran udara yang terjadi di perkotaan.
Terjadinya pencemaran udara oleh faktor transportasi
adalah akibat penggunaan bahan bakar yang
430
Indo. J. Chem., 2009, 9 (3), 425 - 431
dipergunakan sebagai penggerak bagi kendaraan yang
menjadi sarana utama sektor transportasi tersebut.
Penguapan bahan bakar, sistem ventilasi mesin dan
yang utama adalah gas buangan dari knalpot hasil
pembakaran
bahan
bakar
adalah
merupakan
pencampuran ratusan gas dan aerosol.
Dari Tabel 2 dan Gambar 5 terlihat kadar Pb relatif
kecil terletak pada daerah sampling jalan Tentara
Pelajar depan BPD, jalan Ipda Tut Harsono, hal ini
dimungkinkan karena sekitar lokasi tersebut banyak
pohon perindang di sebelah kanan maupun sebelah kiri,
sehingga sedikit banyak pohon ini ikut menjerap
partikulat Pb, di samping itu pada daerah tersebut tidak
dilalui oleh angkutan umum sehingga jumlah kendaraan
yang lewat relatif lebih sedikit. Kalau dilihat dari tahapan
sampling maka sampling I (bulan Maret) kadar unsur Pb
relatif kecil dan meningkat seiring dengan tahapan
sampling II (April) dan III (Mei), hal ini dapat diduga
karena saat sampling tahap I masih ada hujan, sehingga
partikulat yang melayang di udara akan terbawa turun
oleh air hujan, sedang tahap II dan III keadaan hujan
semakin berkurang sehingga partikulat udara masih
melayang-layang di udara yang menyebabkan kadar
unsur yang terdeteksi makin meningkat.
Beberapa polutan/pencemar yang dihasilkan oleh
sektor transportasi adalah karbon monooksida (CO),
hidrokarbon (HC), sulfurdioksida (SO2), timah hitam
(Pb). Menurut penelitian Kementrian Lingkungan Hidup,
kendaraan bermotor bensin (spark ignition engine)
menyumbang 70% karbon monooksida (CO), 70%
timbal (Pb), 60% hidrokarbon (HC) [12] Senyawa
tersebut seluruhnya bersifat merugikan atau berbahaya
bagi manusia, baik secara langsung atau tidak langsung
terhadap kesehatan manusia atau makhluk hidup
lainnya.
Volume kendaraan banyak berpengaruh pada
pencemar udara, hal ini dikarenakan jalan merupakan
arteri kehidupan kota, digunakan untuk berbagai fungsi
kegiatan. Selain itu, jalan merupakan fasilitas
penggerak, pemberhenti, dan berkumpulnya kendaraan
bermotor serta sebagai sarana pergerakan antar daerah.
Pada data pengukuran volume kendaraan selama 30
menit tidak membedakan jenis kendaraan. Kepadatan
tertinggi terjadi di ruas jalan Malioboro sebesar 5221
unit. Hal ini dikarenakan faktor letak jalan tersebut, yang
berada di tengah kota dan merupakan pusat
perbelanjaan serta pusat budaya di DIY. Sedangkan
kepadatan terendah sebesar 1896 unit terjadi di ruas
jalan Ipda Tut Harsono. Faktor penyebabnya adalah di
ruas jalan tersebut tidak dilalui oleh kendaraan umum,
seperti angkutan kota. Dilihat dari letaknya, semua ruas
jalan tersebut mempunyai letak yang strategis dan
berada di tengah perkotaan. Letak yang strategis ini
disebabkan karena jalan-jalan tersebut dekat pusat
Zaenal Abidin and Sunardi
perbelanjaan dan pertokoan kecuali jalan Ipda Tut
Harsono [13].
Polutan Pb akan memberikan dampak terhadap
kesehatan manusia terutama pada pertumbuhan anak.
Gejala keracunan kronis bisa menyebabkan hilang
nafsu makan, muntah atau diare akut, lelah, sakit
kepala dan gangguan penglihatan.
Dari hasil 3 kali pengamatan terhadap kadar Pb di
16 lokasi sampling, dapatlah disimpulkan bahwa
kondisi udara kota Yogyakarta sebagian besar
mengkhawatirkan walaupun belum melebihi batas
ambang yang diijinkan, tetapi hal ini harus segera
dibenahi, misal dengan penanaman pohon perindang,
kendaraan bermotor dengan bensin non timbal,
dibuatkan jalan alternatif untuk mengurangi kadar
partikulat Pb. Usaha untuk mengurangi polusi udara
yaitu melakukan program uji emisi bagi kendaraan
yaitu menguji emisi mesin kendaraan untuk
mengetahui apakah mesinnya layak jalan atau tidak.
Mesin yang layak jalan adalah mesin yang hasil
polusinya sangat kecil. Selain itu ruang terbuka hijau
(RTH) juga perlu diadakan, misalnya memperbanyak
tanaman/taman
yang
ditanami
pohon-pohon.
Transportasi perlu dikelola lebih baik agar tidak terjadi
kemacetan,
karena
kalau
ada
kemacetan
menyebabkan pencemaran unsur Pb menjadi semakin
tinggi.
KESIMPULAN
Dari pemantauan kualitas udara yang telah
dilakukan di 16 titik lokasi sampling selama 3 periode,
terdapat kadar Pb belum melebihi batas maksimum
yang diijinkan sesuai baku mutu udara ambien yaitu
3
2 μg/m , namun demikian perlu diwaspadai karena
pada lokasi tertentu kadar Pb hampir melebihi baku
mutu udara ambien.
Konsentrasi Pb tertinggi mencapai 1,805 μg/m3 di
lokasi jalan Solo batas kota pada bulan Mei 2007,
sedangkan konsentrasi Pb terendah di lokasi
0,673 μg/m3 pada lokasi jalan Tentara Pelajar saat
sampling bulan April 2007. Konsentrasi unsur Pb makin
meningkat jika dibanding saat sampling sebelumnya
atau tahap III akan meningkat jika dibanding saat
sampaling tahap II ataupun tahap I.
Perlu pembenahan secara intensif dan terpadu
terhadap transportasi agar tidak terjadi kemacetan
kendaraan bermotor serta diperlukan taman kota atau
pepohonan di tepi jalan untuk mengurangi pencemaran
lingkungan khususnya partikulat timah hitam.
UCAPAN TERIMA KASIH
Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan
banyak terima kasih kepada bapak Suraji dan Bapak
Indo. J. Chem., 2009, 9 (3), 425 - 431
Maryono yang telah membantu dalam sampling dan
aktivasi cuplikan. Semoga bantuan bapak-bapak
menjadi amal yang baik dan mendapat imbalan yang
setimpal dari Allah SWT.
DAFTAR PUSTAKA
1. Santoso, E., 2006, Polusi Udara dan Sepeda Motor
di Yogya, KR 15-1, 12,3-6, Yogyakarta.
2. Haryando P., 2004, Pencemaran dan Toksikologi
Logam Berat, Rineka Cipta, Jakarta.
3. Nargolwalla, Sam..S. et al., 1973, Activation
Analysis with Neutron Generators, John Wiley and
Sons, New York.
4. Dezco, Z. and Csikai, J., 1978, Fast Neutron
Activation Analysis, IAEA Tranning Course on
Utilization of Neutron Generator, Debrecen.
5. Gerhar, D.E., 1976, Neutron Activation Tables,
Kernchemie in Einseldarstellungen, Vol.6, Verlag
Chemie, weinheim, New york.
6. Anonim, 2007, Informasi Cuaca Harian, Badan
Meteorologi dan Geofisika, Stasiun Geofisika
Yogyakarta, tgl 16 Maret,Yogyakarta,
7. Anonim, 2007, Laporan Analisis Data Kualitas Udara
dengan Metode Pasif dan Aktif di Provinsi DIY,
Badan Pengendalian Dampak Lingkungan Daerah
DIY.
Zaenal Abidin and Sunardi
431
8. Retno, A. and Mukono, 2005, Air Pb Level, Blood
Pb Level and Its Effects on The Health Disorders of
Street
Vendors
in
Surabaya,
http://www.cleanairnet.org/caiaisa/1412/article71625_Poster_6.doc. Access date March 4, 2009
9. Hafizhotu, D., Ngasifudin, and Wisnu, A. W., 2005,
Kemampuan Daun Perindang Jalan Menangkap
Partikel Pb Dalam Udara Kota Yogyakarta,
Prosiding Seminar Nasional dalam Rangka Dies ke
50, FMIPA UGM, Yogyakarta.
10. Sunardi, Taftazani, A., and Saptaaji, R., 2003,
Aplikasi Generator Neutron untuk Analisis Unsur
Gas Buang Kendaraan Bermotor Roda Dua,
Prosiding Pertemuan dan presentasi Ilmiah
Teknologi Akselerator dan Aplikasinya, 5:1, P3TMBATAN, Yogyakarta.
11. Anak, A.G.S, 2008, Jurnal Bumi Lestari, 8, 2, 162167.
12. http://www.kompas.com diakses tanggal 23 April
2007
13. Kinta, D.A., 2007, Tugas Akhir D IV, Program Studi
Teknokimia, Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir,
Yogyakarta.
425
YOGYAKARTA AIR BORNE QUALITY BASED ON THE LEAD PARTICULATE
CONCENTRATION
Kualitas Udara Kota Yogyakarta Ditinjau dari Kadar Partikulat Timah Hitam (Pb)
Zaenal Abidin1.* and Sunardi2
1
2
Polytechnic Institute of Nuclear Technology, Babarsari St. PoBox 6101 YKBB Yogyakarta 55281 Indonesia
Centre for Accelerator and Material Process Technology, Babarsari St. Babarsari St. PoBox 6101 YKBB Yogyakarta 55281
Indonesia
Received December 18, 2008; Accepted October 10, 2009
ABSTRACT
Analysis of Yogyakarta air quality based on concentration of lead particulate using Fast Neutron Activation
Analysis (FNAA) method has been done. The sample was taken 3 times in 16 strategic locations of Yogyakarta city
using Hi-Vol air sampler that equipped with cellulose filter TFA 2133. The sample irradiated for 30 min with 14 MeV
fast neutron and then counted using gamma spectroscopy (AccuSpec). The result indicated that concentration of
Pb-208 along Diponegoro street up to Janti street respectively are minimally (0.689 – 0.775) μg/m3, and maximally:
(1.598 – 1.785) μg/m3. According to DIY governor decree No. 153/2002 about the limited toxicity ambient on
Yogyakarta area it is concentration that Pb. The concentration of Pb-208 are still below the permitted value of
2 μg/m3, but in certain areas, the Pb concentration is almost equal to upper limit of permitted concentration of Pb.
Keywords: air borne, neutron generator, FNAA
PENDAHULUAN
Udara mempunyai arti yang sangat penting dalam
kehidupan makhluk hidup, karena udara merupakan
sumber daya alam yang harus dilindungi untuk
kehidupan manusia dan makhluk hidup lainnya.
Pencemaran udara diartikan dengan turunnya kualitas
udara atau udara telah mengalami penurunan mutu
dalam penggunaannya yang akhirnya tidak dapat
digunakan lagi sebagaimana mestinya. Pencemaran
udara selalu terkait dengan kendaraan bermotor dan
kegiatan industri, selain akibat aktivitas manusia,
alampun dapat merupakan sumber pencemar tersendiri,
misalnya akibat meletusnya gunung berapi, debu tanah
yang terbang tertiup angin dan lain sebagainya.
Dengan
pesatnya
perkembangan
ilmu
pengetahuan dan teknologi, yang berlanjut dengan
berkembangnya industri yang menghasilkan limbah dan
dibuang ke lingkungan, maka kebutuhan akan
perlindungan dan pemeliharaan lingkungan hidup yang
sehat dan aman perlu mendapatkan perhatian. Sejalan
dengan itu kebutuhan akan sarana transportasi juga
akan meningkat, terbukti berbagai jenis kendaraan
setiap hari lalu lalang memadati ruas jalan tertentu. Hal
ini dikhawatirkan dapat menurunkan tingkat kualitas
udara atau berdampak pada tercemarnya udara.
Pencemaran udara di kota Yogyakarta sudah
menjadi permasalahan yang pelik saat ini, yang perlu
penanganan secara intensif. Pada daerah perkotaan,
* Corresponding author.
Email address : zaenala6@gmail.com
Zaenal Abidin and Sunardi
sektor transportasi dan industri mempunyai andil yang
besar pada pencemaran udara, karena 70%
pencemaran berasal dari asap kendaraan bermotor.
Peningkatan volume kendaraan tidak sebanding
dengan panjang atau penambahan jalan baru.
Kemudian muncul persoalan kemacetan, tidak
teraturnya lalu lintas dan polusi udara yang lebih
banyak disebabkan oleh timbal yang berasal dari asap
kendaraan bermotor, dan ini terjadi di kota Yogyakarta.
Pertumbuhan kendaraan bermotor dapat diketahui
dengan meningkatnya volume kendaraan yang
melintas di jalan-jalan dalam kota Yogyakarta, tidak
hanya kendaraan roda empat yang jumlahnya semakin
hari semakin meningkat tetapi angka terbesar ditempati
oleh kendaraan roda dua. Banyaknya kendaraan roda
dua salah satunya disebabkan oleh kehadiran para
pendatang, baik untuk niaga maupun menuntut ilmu
[1].
Menurut
Peraturan
Pemerintah
Republik
Indonesia nomor 41 tahun 1999 tentang pengendalian
pencemaran udara dan dengan Keputusan Gubernur
DIY nomor 253 tahun 2002 tentang baku mutu udara
ambien di daerah propinsi DIY, bahwa udara sebagai
sumber daya alam yang mempengaruhi kehidupan
manusia serta makhluk hidup lainnya harus dijaga dan
dipelihara kelestariannya dan dijamin mutunya, maka
diperlukan usaha untuk memelihara udara, menjaga
dan menjamin mutu udara melalui pengendalian
426
Indo. J. Chem., 2009, 9 (3), 425 - 431
pencemaran udara dengan tujuan terpeliharanya
kualitas udara ambien.
Polusi udara adalah masuknya zat, energi, atau
benda ke dalam lingkungan udara atau atmosfer
sehingga atmosfer tidak dapat berfungsi sebagaimana
mestinya. Udara itu penting untuk pernapasan dan
metabolisme tubuh manusia, hewan dan tumbuhan.
Kalau udara tercemar polutan, maka fungsi-fungsi udara
tidak berjalan sebagaimana peruntukannya.
Asap kendaraan bermotor mengandung timah
hitam (Pb) yang akan mencemari lingkungan udara,
sehingga udara yang tercemar tersebut akan dihirup
manusia [2]. Padahal timah hitam (Pb) sangat
membahayakan kesehatan manusia, misalnya akan
gangguan pada sistem pembentukan sel-sel darah,
dapat memperpendek umur sel darah merah,
menyebabkan anemia, bahkan dapat mengakibatkan
penurunan kualitas inteligensia pada anak-anak. Logam
pencemar timah hitam bisa terakumulasi dalam tubuh,
menyerang organ-organ penting, bahkan bisa merusak
kualitas keturunan.
Sehubungan dengan kekhawatiran akan terjadinya
penurunan kualitas udara di Yogyakarta beserta dampak
negatifnya bagi makhluk hidup, perlu ada langkah nyata
untuk melakukan pemantauan kualitas udara secara
intensif dan terpadu khususnya pemantauan unsur Pb.
Selanjutnya dari hasil pemantauan dapat dipakai
sebagai masukan dan langkah tindakan lebih lanjut
dalam mengambil kebijakan pengelolaan lingkungan
khususnya pengendalian pencemaran lingkungan udara.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kualitas
udara sebagian kota Yogyakarta ditinjau dari kadar
partikulat timah hitamnya, dengan metode analisis
aktivasi neutron cepat (AANC). Metode ini memiliki
selektivitas, sensitivitas dan keakuratan yang tinggi
sampai skala nanogram, tidak merusak bahan, dapat
melacak beberapa isotop dalam waktu yang bersamaan,
penyiapan cuplikan mudah dan cepat. Data penelitian
yang diperoleh diharapkan bisa sebagai acuan yang
berwenang untuk menetapkan kebijakan pengelolaan
mutu lingkungan.
METODE PENELITIAN
Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah
cuplikan udara yang diambil dari 16 tempat di kota
Yogyakarta, filter selulosa TFA 233, sumber radioaktif
standar Co-60, Cs-137, Eu-152.
Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah
unit generator neutron SAMES J-25 untuk aktivasi
Zaenal Abidin and Sunardi
Gambar 1. Skema langkah-langkah penelitian
neutron,
PC/AT
dan
AccuSpec,
perangkat
spektrometer gamma dengan detektor HPGe, dan alat
penyedot partikulat udara Hi-vol sampler (Staplex).
Proses penelitian secara lengkap diberikan pada
Gambar 1.
Prosedur Kerja
Pengambilan cuplikan
Cuplikan udara dari beberapa lokasi sampling
disedot dengan alat penyedot Hi-Vol air sampler
(Staplex) yang dilengkapi dengan filter selulosa TFA
2133 selama 15 menit. Pengambilan cuplikan
dilakukan sebanyak 3 kali pada bulan Maret, April dan
Mei tahun 2007 dengan memperhatikan debit pompa,
keadaan cuaca serta lokasi pencuplikan. Gambar 2
dan Tabel 1 memperlihatkan lokasi pengambilan
cuplikan di wilayah kota Yogyakarta. Cuplikan udara
yang berupa filter selulosa dimasukkan dalam wadah
plastik dan diberi label sesuai dengan lokasi
pencuplikan, sedangkan filter blanko langsung
dimasukkan dalam kantong plastik dan diberi kode.
Iradiasi dan Pencacahan cuplikan
Masing-masing cuplikan diiradiasi dengan
neutron cepat 14 MeV menggunakan generator
neutron selama 30 menit dengan arus deutron 900 μA,
tegangan operasi generator neutron sebesar 110 kV.
Kemudian dilakukan pencacahan dengan alat
spektrometer gamma (AccuSpec) yang dilengkapi
dengan detektor HPGe.
Identifikasi unsur Pb
Unsur Pb dapat dianalisis dengan aktivasi
neutron cepat dengan batas deteksi unsur Pb sekitar
5 μg [3]. Hasil cuplikan udara yang tersaring dalam
filter diiradiasi dengan neutron cepat selama 30 menit
menggunakan generator neutron. Analisis kualitatif
dapat diperoleh dengan melakukan identifikasi nomor
salur atau energi spektrum radiasi yang dipancarkan
oleh cuplikan, sedangkan analisis kuantitatif dengan
menghitung jumlah cacah atau luas spektrumnya.
Jumlah cacah yang diperoleh dari alat spektrometri
gamma adalah [3-4]
mNA ϕσεY
(1)
C=
a
(1 − e−λta )e−λtd (1 − e−λtc )
BA
λ
Untuk menghitung massa unsur dalam cuplikan maka
persamaan (1) dapat diubah sebagai berikut:
Indo. J. Chem., 2009, 9 (3), 425 - 431
427
Tabel 1. Kode dan tempat pengambilan cuplikan udara di sebagian kota Yogyakarta:
Kode
Cuplikan
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Lokasi sampling
Kordinat
Jalan Diponegoro (barat Gramedia)
Jalan Tentara Pelajar (depan BPD)
Jalan P. Mangkubumi (depan PLN)
Jalan Malioboro (depan Dinas Pariwisata)
Jalan K.H.A. Dahlan (pertigaan PKU)
Jalan A. Yani (depan pasar Beringharjo)
Jalan Solo (perempatan IAIN)
Jalan Kusumanegara (depan UST)
Jalan Ipda Tut Harsono (depan STTNAS)
Jalan Urip Sumoharjo (perempatan Demangan)
Simpang empat Pingit
Simpang empat Gedong Kuning
Simpang empat Mirota Kampus
Simpang empat Gondomanan
Jalan Magelang depan TVRI
Simpang empat Janti
7o46’59.21”S; 110o22’28.13”E
7o47’ 6.71”S; 110o21’38.03”E
o
o
7 47’15.78”S; 110 21’59.45”E
o
7 47’43.04”S; 110o21’56.16”E
o
o
7 48’ 4.43”S; 110 21’43.49”E
o
7 47’56.46”S; 110o21’54.42”E
o
o
7 46’59.00”S; 110 23’42.33”E
7o48’ 7.07”S; 110o23’18.83”E
o
o
7 47’19.02”S; 110 22’25.75”E
o
7 46’59.32”S; 110o23’15.23”E
o
o
7 46’58.80”S; 110 21’38.31”E
o
7 48’ 9.14”S; 110o24’6.88”E
o
o
7 46’33.68”S; 110 22’28.22”E
o
o
7 48’ 5.95”S; 110 22’8.14”E
o
o
7 45’50.79”S; 110 21’42.25”E
o
o
7 46’59.54”S; 110 24’38.66”E
unsur Pb-208 adalah 583 keV dengan reaksi Pb-208
(n,p) Tl-208, dengan waktu paro isotop 3,05 menit,
kelimpahan isotop 52,4%, yield gamma 86%. Dengan
mempertimbangkan energi isotop, tampang lintang
reaksi, waktu paruh isotop, dan kelimpahan isotop
maka pada tiap-tiap puncak energi dapat ditentukan
unsurnya.
Untuk menghitung kadar cuplikan dengan metode
absolut, maka data nuklir seperti abundan (a), tampang
lintang aktivasi (σ), yield gamma (Y), tetapan peluruhan
isotop (λ), berat atom (BA) harus diketahui. Fluks
neutron dihitung dengan persamaan (1) yang dapat
diubah menjadi:
ϕ=
⎡
C λ BA ⎢
NAσ ε maY ⎢ 1 − e−λ tr
⎢⎣
(
1
)(e )(1− e )
−λtd
−λtc
⎤
⎥
⎥
⎥⎦
(3)
Untuk menghitung massa unsur dalam cuplikan dihitung
dengan persamaan:
C BA ln2
1
×
(4)
m=
t
−
λ
−
NA a ϕ σ ε Y T 1
1− e a e λ td 1 − e − λ tc
Gambar 2. Peta lokasi pencuplikan kota Yogyakarta
m=
C BA λ
x
N A aϕ σ εY 1 − e − λ ta
(
1
)(e )(1 − e )
− λ td
− λ tc
(2)
dengan φ = fluks neutron; σ = tampang lintang reaksi;
λ = tetapan peluruhan; ta = waktu yang diperlukan untuk
iradiasi; td = waktu tunda (coolling time); tc = waktu yang
diperlukan untuk pencacahan; m = massa cuplikan;
a = kelimpahan relatif isotop cuplikan: Y = yield gama;
NA = bilangan Avogadro; BA = berat atom unsur cuplikan
Hasil pencacahan pada alat spektrometri gamma
diamati energi pada puncak spektrum bentukan dari Pb208, energi isotop hasil interaksi neutron cepat dengan
Zaenal Abidin and Sunardi
2
(
)
(
)
Masa hasil perhitungan dibandingkan dengan volume
total yang terambil alat air sampler, sehingga diperoleh
nilai kadar unsur dalam cuplikan.
Kalibrasi spektrometri gamma
Sebelum dilakukan pencacahan, maka perlu
dilakukan terlebih dahulu kalibrasi energi dan kalibrasi
efisiensi pada alat spektrometri gamma (AccuSpec).
Kalibrasi energi ini dilakukan dengan tujuan agar dalam
pencacahan cuplikan diperoleh hubungan antara
nomor salur (kanal) yang bersesuaian dengan energi
isotop dalam cuplikan.
428
Indo. J. Chem., 2009, 9 (3), 425 - 431
Tabel 2. Konsentrasi unsur Pb dalam partikulat udara kota
Yogyakarta
Kode lokasi
Kadar unsur Pb (μg/m3)
sampling
I
II
III
1
0,897 ± 0,076 1,065 ± 0,086 1,193 ± 0,085
2
0,689 ± 0,049 0,673 ± 0,048 0,775 ± 0,045
0,917 ± 0,078 1,171 ± 0,097 1,104 ± 0,0791
3
4
1,143 ± 0,084 1,115 ± 0,099 1,210 ± 0,0847
1,012 ± 0,079 1,230 ± 0,094 1,586 ± 0,143
5
6
1,236 ± 0,094 1,697 ± 0,143 1,579 ± 0,148
7
0,963 ± 0,077 1,684 ± 0,143 1,805 ± 0,132
8
0,897 ± 0,071 1,421 ± 0,103 1,472 ± 0,126
9
0,820 ± 0,074 0,845 ± 0,069 0,789 ± 0,066
10
1,003 ± 0,091 1,129 ± 0,088 1,214 ± 0,094
11
1,665 ± 0,102 1,598 ± 0,174 1,785 ± 0,141
12
0,971 ± 0,086 1,214 ± 0,095 1,318 ± 0,096
13
1,190 ± 0,099 1,684 ± 0,125 1,744 ± 0,144
14
1,549 ± 0,119 1,191 ± 0,080 1,637 ± 0,121
15
0,986 ± 0,075 1,157 ± 0,083 1,534 ± 0,110
16
1,187 ± 0,091 1,575 ± 0,110 1,682 ± 0,013
Gambar 3. Hasil kalibrasi energi
Keterangan: I = pencuplikan tanggal 15 Maret 2007
II = pencuplikan tanggal 19 April 2007
III = pencuplikan tanggal 24 Mei 2007
Gambar 4. Hasil kalibrasi efisiensi
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kalibrasi spektrometri gamma
Dengan bantuan program (software) grecal yang
tersedia pada AccuSpec, maka dapat ditentukan
kalibrasi energi pada alat spektroskopi gamma. Gambar
3 adalah hasil kalibrasi energi menggunakan sumber
standar Ba-33, Co-60, Cs-137. Untuk menentukan Pb
dengan enegi 583 keV dicari nomor salurannya dari
menu AccuSpec. Kalibrasi efisiensi dilakukan dengan
menggunakan sumber standar Eu-152 seperti pada
Gambar 4, besar efisiensi pencacahan spektrometri
gamma Pb diambil pada energi 583 keV, sehingga
ketelitiannya terjaga.
Gambar 5. Konsentrasi unsur Pb dalam partikulat
udara kota Yogyakarta
Dengan data nuklir yang ada, diperoleh nilai fluks
neutron saat dilakukan untuk aktivasi cuplikan adalah
7
2
5,91.10 neutron/cm .detik.
Analisis cuplikan
Pengukuran fluks neutron
Dengan data nuklir yang termuat dalam literatur [5]
maka fluks neutron dari generator neutron maupun
masa unsur dalam cuplikan dapat dihitung. Fluks
neutron generator neutron dapat dihitung dengan
persamaan (1) yang dapat diubah menjadi:
(5)
C.BA ln2
1
ϕ=
.
mN aσ ε Y t1/2 ⎛⎜1− e−λ.t1/2 ⎞⎟ ⎛⎜ e−λ.t1/2 ⎞⎟ ⎛⎜1− e−λ.tc ⎞⎟
A
⎜
⎟⎜
⎟⎜
⎟
⎝
Zaenal Abidin and Sunardi
⎠⎝
⎠⎝
⎠
Pengambilan cuplikan udara kota Yogyakarta
dilakukan pada tanggal 15 Maret 2007, tanggal 19 April
dan 24 Mei 2007. Pada saat pencuplikan cuaca dalam
keadaan cerah dengan suhu udara berkisar antara
23-30 °C, kelembaban udara berkisar antara 58-95%,
dan kecepatan angin antara 0-15 knot. Untuk
parameter suhu udara, kelembaban, kecepatan angin
dan cuaca di semua lokasi sampling di sekitar daerah
Yogyakarta dalam kondisi normal bila dikaitkan dengan
kondisi geografis DIY [6].
Indo. J. Chem., 2009, 9 (3), 425 - 431
Data hasil analisis terhadap cuplikan partikulat
udara yang diaktivasi dengan neutron cepat 14 MeV
ditampilkan pada Tabel 2 dan Gambar 5.
Polusi udara bersumber dari kegiatan bergerak
maupun tidak bergerak, sumber bergerak yaitu berasal
dari kendaraan bermotor, sedang sumber tidak bergerak
seperti cerobong asap industri kecil, menengah, dan
besar, asap pembakaran sampah. Sumber polusi udara
terbanyak berasal dari sumber bergerak, yaitu alat
transportasi kendaraan bermotor yang menggunakan
bahan bakar bensin ataupun solar yang melepaskan Pb
ke udara yang berlangsung terus-menerus sepanjang
hari, sehingga kandungan Pb di udara akan
terakumulasi menjadi besar. Berdasarkan estimasi,
sekitar 80-90% Pb di udara ambien berasal dari
pembakaran bensin mengandung Pb [7].
Dari hasil 3 kali pemantauan pada 16 lokasi
sampling ternyata kandungan unsur Pb masih di bawah
baku mutu udara yang diijinkan. Namun demikian harus
diwaspadai karena di beberapa lokasi sampling seperti
depan pasar Beringharjo, jalan Solo batas kota,
perempatan Pingit, perempatan Mirota Kampus, masing3
3
masing antara (1,236-1697) μg/m , (0,963-1,805) μg/m ,
3
3
(1,598-1,785) μg/m , (1,190-1,744) μg/m , konsentrasi
unsur Pb ini hampir mendekati baku mutu udara yang
dipersyaratkan yaitu 2 μg/m3.
Emisi Pb ke dalam lapisan atmosfer dapat
berbentuk gas dan partikulat. Emisi Pb dalam bentuk
gas, terutama berasal dari buangan gas kendaraan
bermotor yang merupakan hasil samping dari
pembakaran yang terjadi dalam mesin kendaraan. Unsur
Pb hasil pembakaran bahan bakar ini berasal dari
senyawa tetrametil-Pb(TML) dan tetraetil-Pb(TEL) yang
selalu ditambahkan dalam bahan bakar kendaraan
bermotor dan berfungsi sebagai anti ketuk (anti-knock)
pada mesin kendaraan. Di samping itu, bahan bakar
kendaraan biasanya ditambahkan bahan scavenger,
yaitu etilendibromida (C2H4Br12) dan etilendiklorida
(C2H4Cl12). Bahan aditif yang biasa dimasukkan ke
dalam bahan bakar kendaraan bermotor pada umumnya
terdiri dari 62% TEL, 18% etilendiklorida, 18%
etilendibromida, dan sekitar 2% campuran tambahan
dari bahan lainnya. TEL dan TML adalah bahan organik,
tetapi setelah pembakaran di dalam mesin akan
diemisikan Pb inorganik ke udara berupa PbBrCl,
PbBrCl. 2 PbO dan sedikit TEL atau TML yang bersifat
akumulatif [8]. Tidak hilangnya Pb dalam pembakaran
pada mesin menyebabkan jumlah Pb yang terbuang ke
udara melalui asap buangan kendaraan bermotor
menjadi sangat tinggi [2]. Pada pembakaran bensin,
timbal akan tinggal di udara 20% sampai 50%.
Pada Tabel 2 terlihat kadar unsur Pb yang relatif
tinggi yaitu daerah pencuplikan jalan Solo (perempatan
IAIN) pada bulan April dan Mei 2007, perempatan Pingit
pada pencuplikan Maret, April, Mei 2007, Mirota Kampus
Zaenal Abidin and Sunardi
429
saat sampling bulan April dan Mei, serta daerah
perempatan Gondomanan, jalan Magelang depan
TVRI dan Perempatan Janti yang masing-masing
3
3
dengan konsentrasi 1,684 μg/m , 1,805 μg/m ,
3
3
3
3
1,665 μg/m , 1,598 μg/m , 1,785 μg/m , 1,684 μg/m ,
1,744 μg/m3, 1,637 μg/m3, 1,534 μg/m3 dan
1,682 μg/m3. Hal ini dimungkinkan karena pada daerah
ini lokasi pencuplikan di perempatan yang padat
kendaraan dari berbagai arah yang cenderung macet
serta pada daerah tersebut tidak ada pohon perindang
di tepi jalan. Di samping itu daerah tersebut banyak
pasar ataupun supermaket, pertokoan dan usaha lain
sehingga selalu dipadati oleh pengunjung yang
menggunakan kendaraan bermotor yang cenderung
macet sehingga asap kendaraan akan terakumulasi
besar dan pada derah ini. Menurut [9] bahwa pohon
perindang dapat menjerap unsur Pb, karena pohon
atau daun dapat mengurangi kecepatan angin yang
bertiup, sehingga partikulat Pb yang melayang di udara
akan terjerap oleh permukaan daun. Kadar unsur Pb
pada pencuplikan bulan Maret relatif rendah jika
dibanding bulan April atau Mei, hal ini dimungkinkan
karena pada bulan Maret masih ada hujan pada
daerah tertentu, sehingga partikulat yang melayang di
udara terbawa oleh air hujan ke lapisan tanah.
Di daerah Malioboro dan sekitar Pasar
Beringharjo kadar Pb juga cenderung meningkat dari
waktu ke waktu yaitu dengan kadar tertinggi
1,697 μg/m3 pada sampling bulan Mei 2007. Saat ini
Malioboro bisa dikatakan sebagai jantung keramaian
kota Yogyakarta, sehingga berbagai jenis kendaraan
akan lalu-lalang di jalan ini, hal ini akan menyebabkan
potensi pencemaran udara, dalam penelitian diperoleh
kadar yang tinggi walaupun belum melebihi batas
ambang yang diijinkan namun perlu diwaspadai karena
daerah ini padat kendaraan bermotor dan cenderung
macet, tidak ada pohon perindang sebagai penjerap
partuikulat Pb serta sisi kanan dan kiri gedung
bertingkat sehingga tiupan angin sedikit berkurang.
Kontributor pencemar lingkungan udara adalah
sumber bergerak yaitu kendaraan bermotor yang
mengemisikan gas buang melalui knalpot kendaraan.
Asap kendaraan bermotor dengan bahan bakar bensin
dapat mengemisikan unsur timah hitam sampai
3
sebesar 8,8 μg/m , menggambarkan bahwa kendaraan
bermotor memberikan sumbangan pencemar udara
timah hitam (Pb) dari asap kendaraan bermotor [10].
Hasil ini relatif kecil, namun dengan banyaknya
kendaraan bermotor yang lalu-lalang dengan jutaan
kilometer perjalanan, maka unsur Pb akan
terakumulasi menjadi besar [11].
Sektor transportasi merupakan kontributor dalam
pencemaran udara yang terjadi di perkotaan.
Terjadinya pencemaran udara oleh faktor transportasi
adalah akibat penggunaan bahan bakar yang
430
Indo. J. Chem., 2009, 9 (3), 425 - 431
dipergunakan sebagai penggerak bagi kendaraan yang
menjadi sarana utama sektor transportasi tersebut.
Penguapan bahan bakar, sistem ventilasi mesin dan
yang utama adalah gas buangan dari knalpot hasil
pembakaran
bahan
bakar
adalah
merupakan
pencampuran ratusan gas dan aerosol.
Dari Tabel 2 dan Gambar 5 terlihat kadar Pb relatif
kecil terletak pada daerah sampling jalan Tentara
Pelajar depan BPD, jalan Ipda Tut Harsono, hal ini
dimungkinkan karena sekitar lokasi tersebut banyak
pohon perindang di sebelah kanan maupun sebelah kiri,
sehingga sedikit banyak pohon ini ikut menjerap
partikulat Pb, di samping itu pada daerah tersebut tidak
dilalui oleh angkutan umum sehingga jumlah kendaraan
yang lewat relatif lebih sedikit. Kalau dilihat dari tahapan
sampling maka sampling I (bulan Maret) kadar unsur Pb
relatif kecil dan meningkat seiring dengan tahapan
sampling II (April) dan III (Mei), hal ini dapat diduga
karena saat sampling tahap I masih ada hujan, sehingga
partikulat yang melayang di udara akan terbawa turun
oleh air hujan, sedang tahap II dan III keadaan hujan
semakin berkurang sehingga partikulat udara masih
melayang-layang di udara yang menyebabkan kadar
unsur yang terdeteksi makin meningkat.
Beberapa polutan/pencemar yang dihasilkan oleh
sektor transportasi adalah karbon monooksida (CO),
hidrokarbon (HC), sulfurdioksida (SO2), timah hitam
(Pb). Menurut penelitian Kementrian Lingkungan Hidup,
kendaraan bermotor bensin (spark ignition engine)
menyumbang 70% karbon monooksida (CO), 70%
timbal (Pb), 60% hidrokarbon (HC) [12] Senyawa
tersebut seluruhnya bersifat merugikan atau berbahaya
bagi manusia, baik secara langsung atau tidak langsung
terhadap kesehatan manusia atau makhluk hidup
lainnya.
Volume kendaraan banyak berpengaruh pada
pencemar udara, hal ini dikarenakan jalan merupakan
arteri kehidupan kota, digunakan untuk berbagai fungsi
kegiatan. Selain itu, jalan merupakan fasilitas
penggerak, pemberhenti, dan berkumpulnya kendaraan
bermotor serta sebagai sarana pergerakan antar daerah.
Pada data pengukuran volume kendaraan selama 30
menit tidak membedakan jenis kendaraan. Kepadatan
tertinggi terjadi di ruas jalan Malioboro sebesar 5221
unit. Hal ini dikarenakan faktor letak jalan tersebut, yang
berada di tengah kota dan merupakan pusat
perbelanjaan serta pusat budaya di DIY. Sedangkan
kepadatan terendah sebesar 1896 unit terjadi di ruas
jalan Ipda Tut Harsono. Faktor penyebabnya adalah di
ruas jalan tersebut tidak dilalui oleh kendaraan umum,
seperti angkutan kota. Dilihat dari letaknya, semua ruas
jalan tersebut mempunyai letak yang strategis dan
berada di tengah perkotaan. Letak yang strategis ini
disebabkan karena jalan-jalan tersebut dekat pusat
Zaenal Abidin and Sunardi
perbelanjaan dan pertokoan kecuali jalan Ipda Tut
Harsono [13].
Polutan Pb akan memberikan dampak terhadap
kesehatan manusia terutama pada pertumbuhan anak.
Gejala keracunan kronis bisa menyebabkan hilang
nafsu makan, muntah atau diare akut, lelah, sakit
kepala dan gangguan penglihatan.
Dari hasil 3 kali pengamatan terhadap kadar Pb di
16 lokasi sampling, dapatlah disimpulkan bahwa
kondisi udara kota Yogyakarta sebagian besar
mengkhawatirkan walaupun belum melebihi batas
ambang yang diijinkan, tetapi hal ini harus segera
dibenahi, misal dengan penanaman pohon perindang,
kendaraan bermotor dengan bensin non timbal,
dibuatkan jalan alternatif untuk mengurangi kadar
partikulat Pb. Usaha untuk mengurangi polusi udara
yaitu melakukan program uji emisi bagi kendaraan
yaitu menguji emisi mesin kendaraan untuk
mengetahui apakah mesinnya layak jalan atau tidak.
Mesin yang layak jalan adalah mesin yang hasil
polusinya sangat kecil. Selain itu ruang terbuka hijau
(RTH) juga perlu diadakan, misalnya memperbanyak
tanaman/taman
yang
ditanami
pohon-pohon.
Transportasi perlu dikelola lebih baik agar tidak terjadi
kemacetan,
karena
kalau
ada
kemacetan
menyebabkan pencemaran unsur Pb menjadi semakin
tinggi.
KESIMPULAN
Dari pemantauan kualitas udara yang telah
dilakukan di 16 titik lokasi sampling selama 3 periode,
terdapat kadar Pb belum melebihi batas maksimum
yang diijinkan sesuai baku mutu udara ambien yaitu
3
2 μg/m , namun demikian perlu diwaspadai karena
pada lokasi tertentu kadar Pb hampir melebihi baku
mutu udara ambien.
Konsentrasi Pb tertinggi mencapai 1,805 μg/m3 di
lokasi jalan Solo batas kota pada bulan Mei 2007,
sedangkan konsentrasi Pb terendah di lokasi
0,673 μg/m3 pada lokasi jalan Tentara Pelajar saat
sampling bulan April 2007. Konsentrasi unsur Pb makin
meningkat jika dibanding saat sampling sebelumnya
atau tahap III akan meningkat jika dibanding saat
sampaling tahap II ataupun tahap I.
Perlu pembenahan secara intensif dan terpadu
terhadap transportasi agar tidak terjadi kemacetan
kendaraan bermotor serta diperlukan taman kota atau
pepohonan di tepi jalan untuk mengurangi pencemaran
lingkungan khususnya partikulat timah hitam.
UCAPAN TERIMA KASIH
Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan
banyak terima kasih kepada bapak Suraji dan Bapak
Indo. J. Chem., 2009, 9 (3), 425 - 431
Maryono yang telah membantu dalam sampling dan
aktivasi cuplikan. Semoga bantuan bapak-bapak
menjadi amal yang baik dan mendapat imbalan yang
setimpal dari Allah SWT.
DAFTAR PUSTAKA
1. Santoso, E., 2006, Polusi Udara dan Sepeda Motor
di Yogya, KR 15-1, 12,3-6, Yogyakarta.
2. Haryando P., 2004, Pencemaran dan Toksikologi
Logam Berat, Rineka Cipta, Jakarta.
3. Nargolwalla, Sam..S. et al., 1973, Activation
Analysis with Neutron Generators, John Wiley and
Sons, New York.
4. Dezco, Z. and Csikai, J., 1978, Fast Neutron
Activation Analysis, IAEA Tranning Course on
Utilization of Neutron Generator, Debrecen.
5. Gerhar, D.E., 1976, Neutron Activation Tables,
Kernchemie in Einseldarstellungen, Vol.6, Verlag
Chemie, weinheim, New york.
6. Anonim, 2007, Informasi Cuaca Harian, Badan
Meteorologi dan Geofisika, Stasiun Geofisika
Yogyakarta, tgl 16 Maret,Yogyakarta,
7. Anonim, 2007, Laporan Analisis Data Kualitas Udara
dengan Metode Pasif dan Aktif di Provinsi DIY,
Badan Pengendalian Dampak Lingkungan Daerah
DIY.
Zaenal Abidin and Sunardi
431
8. Retno, A. and Mukono, 2005, Air Pb Level, Blood
Pb Level and Its Effects on The Health Disorders of
Street
Vendors
in
Surabaya,
http://www.cleanairnet.org/caiaisa/1412/article71625_Poster_6.doc. Access date March 4, 2009
9. Hafizhotu, D., Ngasifudin, and Wisnu, A. W., 2005,
Kemampuan Daun Perindang Jalan Menangkap
Partikel Pb Dalam Udara Kota Yogyakarta,
Prosiding Seminar Nasional dalam Rangka Dies ke
50, FMIPA UGM, Yogyakarta.
10. Sunardi, Taftazani, A., and Saptaaji, R., 2003,
Aplikasi Generator Neutron untuk Analisis Unsur
Gas Buang Kendaraan Bermotor Roda Dua,
Prosiding Pertemuan dan presentasi Ilmiah
Teknologi Akselerator dan Aplikasinya, 5:1, P3TMBATAN, Yogyakarta.
11. Anak, A.G.S, 2008, Jurnal Bumi Lestari, 8, 2, 162167.
12. http://www.kompas.com diakses tanggal 23 April
2007
13. Kinta, D.A., 2007, Tugas Akhir D IV, Program Studi
Teknokimia, Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir,
Yogyakarta.